基于混合逻辑动态模型的工业有机废气处理控制技术
发布时间：2021-08-06 07:07
工业有机废气是大气污染的主要来源之一,目前解决工业废气污染的方法有很多种,其中利用流向变换技术和催化燃烧技术相结合的处理方法是比较常见的方法之一,在发达国家已经形成了工业化。随着该技术的普遍应用,对于其相关的理论研究也逐渐引起学者们的注意,但到目前为止,相关的文献数量并不是很多,尤其是对该过程的控制技术,更是很少提及。本文针对该过程具有混杂系统的特征,从一个新的角度来描述整个废气处理过程,首先建立了系统的混合逻辑动态（MLD）模型,接着提出了对系统采用预测控制算法,最后在文章末尾介绍了一个在实际工业现场实现了的PLC控制系统。 本文的主要内容如下: 1.首先介绍了利用流向变换催化燃烧反应技术处理工业有机废气的工艺流程及其特点,并简要概述了目前用于该过程的主要控制技术。 2.结合混杂系统的特点分析流向变换反应器处理废气的过程,提出用描述混杂系统的混合逻辑动态模型来描述该过程。介绍了建立混合逻辑动态模型的理论基础,并以分段线性动态系统和分段线性输出函数系统为例介绍了建模的步骤及其主要思想,最后介绍了基于混合逻辑动态模型的预测控制算法。 3.目前所查阅到的文献中,在采...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 工业有机废气存在的现状及其处理方法
1.2 流向变换催化燃烧反应技术处理有机废气
1.2.1 废气处理的工艺过程及其特点
1.2.2 流向变换反应器控制技术发展概况
1.3 从混杂系统的角度分析废气处理过程
1.3.1 混杂系统的定义及其特征
1.3.2 废气处理过程的混杂系统特征
1.4 本文的主要内容
第二章 混合逻辑动态系统
2.1 引言
2.2 混合逻辑动态系统
2.2.1 命题计算与线性整数规划
2.2.2 混合逻辑动态系统的描述
2.3 混合逻辑动态系统的建模
2.3.1 分段线性动态系统
2.3.2 分段线性输出函数系统
2.3 MLD系统的稳定性分析
2.4 MLD系统的预测控制
2.4.1 预测控制
2.4.2 MLD系统的优化问题
2.4.3 MLD系统的预测控制
2.5 MIQP解题器
2.6 本章小结
第三章 流向变换反应器处理废气过程的MLD模型
3.1 引言
3.2 废气处理过程的机理模型
3.3 机理模型的简化和整理
3.3.1 机理模型的简化
3.3.2 气体从A流向B的动态模型
3.3.3 气体从B流向A的动态模型
3.3.4 关于状态变量的说明
3.4 建立系统MLD模型
3.4.1 换向条件的确定与探讨
3.4.2 模型的建立
3.5 仿真及结果分析
3.6 本章小结
附录 本章符号说明
第四章 流向变换催化燃烧反应器控制系统设计
4.1 控制方案的总体设计
4.2 控制系统的硬件构成及其结构设计
4.3 PLC控制系统的实现
4.3.1 PLC控制系统
4.3.2 控制方案制定
4.3.3 控制系统的结构设计
4.3.4 系统的程序设计
4.3.5 系统的控制效果
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 本文内容总结
5.2 进一步的研究与展望
参考文献
致谢
作者在攻读硕士学位期间发表的论文
作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]混合逻辑动态系统的预测控制器设计[J]. 冯瑞冬. 控制工程. 2004(04)
[2]有机废气（VOC）生物处理研究现状与发展趋势[J]. 王丽燕,王爱杰,任南琪,杜大仲. 哈尔滨工业大学学报. 2004(06)
[3]混杂系统的研究进展[J]. 郑刚,谭民,宋永华. 控制与决策. 2004(01)
[4]流向变换催化燃烧反应器的热波特性[J]. 牛学坤,李成岳,陈标华,周集义. 化工学报. 2003(08)
[5]微量有机化合物催化燃烧反应器数学模拟[J]. 应卫勇,房鼎业. 化学工程. 2002(05)
[6]基于混合逻辑动态模型的混杂系统预测控制[J]. 李秀改,高东杰,王宇红. 控制与决策. 2002(03)
[7]一类混杂系统的模型预测控制[J]. 李秀改,高东杰. 信息与控制. 2002(01)
[8]复杂工业过程新型控制方法——混杂系统控制理论的研究[J]. 李秀改,岳红,高东杰. 化工自动化及仪表. 2001(05)
[9]吸附、催化燃烧法治理有机废气的研究[J]. 张文俊,李华芳,杨存金,赖印和,罗永才,吴亦斌,蔡义. 北京轻工业学院学报. 1997(01)
[10]挥发性有机物控制技术现状与发展趋势[J]. 张国华. 石油化工动态. 1994(05)
博士论文
[1]结合逻辑与规则的工业过程建模和优化控制的研究[D]. 张立炎.浙江大学 2004
[2]流向变换催化燃烧空气净化过程的模型化研究[D]. 牛学坤.北京化工大学 2003
本文编号：3325318
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 工业有机废气存在的现状及其处理方法
1.2 流向变换催化燃烧反应技术处理有机废气
1.2.1 废气处理的工艺过程及其特点
1.2.2 流向变换反应器控制技术发展概况
1.3 从混杂系统的角度分析废气处理过程
1.3.1 混杂系统的定义及其特征
1.3.2 废气处理过程的混杂系统特征
1.4 本文的主要内容
第二章 混合逻辑动态系统
2.1 引言
2.2 混合逻辑动态系统
2.2.1 命题计算与线性整数规划
2.2.2 混合逻辑动态系统的描述
2.3 混合逻辑动态系统的建模
2.3.1 分段线性动态系统
2.3.2 分段线性输出函数系统
2.3 MLD系统的稳定性分析
2.4 MLD系统的预测控制
2.4.1 预测控制
2.4.2 MLD系统的优化问题
2.4.3 MLD系统的预测控制
2.5 MIQP解题器
2.6 本章小结
第三章 流向变换反应器处理废气过程的MLD模型
3.1 引言
3.2 废气处理过程的机理模型
3.3 机理模型的简化和整理
3.3.1 机理模型的简化
3.3.2 气体从A流向B的动态模型
3.3.3 气体从B流向A的动态模型
3.3.4 关于状态变量的说明
3.4 建立系统MLD模型
3.4.1 换向条件的确定与探讨
3.4.2 模型的建立
3.5 仿真及结果分析
3.6 本章小结
附录 本章符号说明
第四章 流向变换催化燃烧反应器控制系统设计
4.1 控制方案的总体设计
4.2 控制系统的硬件构成及其结构设计
4.3 PLC控制系统的实现
4.3.1 PLC控制系统
4.3.2 控制方案制定
4.3.3 控制系统的结构设计
4.3.4 系统的程序设计
4.3.5 系统的控制效果
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 本文内容总结
5.2 进一步的研究与展望
参考文献
致谢
作者在攻读硕士学位期间发表的论文
作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]混合逻辑动态系统的预测控制器设计[J]. 冯瑞冬. 控制工程. 2004(04)
[2]有机废气（VOC）生物处理研究现状与发展趋势[J]. 王丽燕,王爱杰,任南琪,杜大仲. 哈尔滨工业大学学报. 2004(06)
[3]混杂系统的研究进展[J]. 郑刚,谭民,宋永华. 控制与决策. 2004(01)
[4]流向变换催化燃烧反应器的热波特性[J]. 牛学坤,李成岳,陈标华,周集义. 化工学报. 2003(08)
[5]微量有机化合物催化燃烧反应器数学模拟[J]. 应卫勇,房鼎业. 化学工程. 2002(05)
[6]基于混合逻辑动态模型的混杂系统预测控制[J]. 李秀改,高东杰,王宇红. 控制与决策. 2002(03)
[7]一类混杂系统的模型预测控制[J]. 李秀改,高东杰. 信息与控制. 2002(01)
[8]复杂工业过程新型控制方法——混杂系统控制理论的研究[J]. 李秀改,岳红,高东杰. 化工自动化及仪表. 2001(05)
[9]吸附、催化燃烧法治理有机废气的研究[J]. 张文俊,李华芳,杨存金,赖印和,罗永才,吴亦斌,蔡义. 北京轻工业学院学报. 1997(01)
[10]挥发性有机物控制技术现状与发展趋势[J]. 张国华. 石油化工动态. 1994(05)
博士论文
[1]结合逻辑与规则的工业过程建模和优化控制的研究[D]. 张立炎.浙江大学 2004
[2]流向变换催化燃烧空气净化过程的模型化研究[D]. 牛学坤.北京化工大学 2003
本文编号：3325318
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